一、過(guò)燒
鑄錠均化處理時(shí)金屬溫度等于或高于低熔點(diǎn)共晶溫度時(shí)產(chǎn)生的特有組織現(xiàn)象叫過(guò)燒(見圖2—11—22)。過(guò)燒嚴(yán)重時(shí)可使鑄錠表面色澤變暗、變黑,有時(shí)產(chǎn)生表面氣泡。顯微組織特征有復(fù)熔的共晶球(共晶球有清晰的幾何外圓),嚴(yán)重過(guò)燒時(shí)有明顯的共晶復(fù)熔,復(fù)熔又凝固成粗大共晶;有三角狀晶界。
過(guò)燒不僅惡化鑄錠品質(zhì),還導(dǎo)致鑄錠組織形成化學(xué)成分不一樣的分層晶界,甚至內(nèi)部氣孔和表面氣孔,并促使下一步壓力加工時(shí)形成分層缺陷,使半制品性能降低。這是因?yàn)殍T錠過(guò)燒后,在進(jìn)一步冷卻時(shí),熔體開始沿晶界進(jìn)行類似一次結(jié)晶的結(jié)晶過(guò)程,即先結(jié)晶出貧乏固溶體,而剩余部分富集大量合金元素,從而使每個(gè)晶粒的晶界都成為由可變化學(xué)成分層組成的界面。過(guò)燒即鑄錠局部熔化,使得原先在快速結(jié)晶期間過(guò)飽和于鑄錠中的氣體向熔化區(qū)域擴(kuò)散(因?yàn)闅怏w在液態(tài)金屬中的溶解度遠(yuǎn)大于在固態(tài)金屬中的溶解度),導(dǎo)致形成內(nèi)部氣孔。
防止過(guò)燒的根本方法是,提高均勻化處理爐的溫度均勻性,時(shí)刻保持測(cè)溫顯示儀表的準(zhǔn)確性,研究裝爐的合理性,加強(qiáng)責(zé)任感,嚴(yán)格按要求的工藝制度進(jìn)行均勻化處理。
二、氣泡
采用液體或氣體燃料加熱的爐子,在長(zhǎng)時(shí)間的均勻化處理過(guò)程中,爐氣中含有的大量水蒸氣會(huì)與金屬發(fā)生相互作用,而爐氣中的硫化物又起著加速水蒸氣與鋁相互反應(yīng)的催化劑作用,導(dǎo)致鋁合金很快被氫所飽和。采用這種鑄錠制造鋁材時(shí),半制品表面沿晶界腐蝕的傾向性大大增加。
在個(gè)別情況下,均勻化處理可能促使在沒有發(fā)生過(guò)燒的鑄錠中也會(huì)形成氣泡。這種氣泡的形成機(jī)理,大致是兩個(gè):一是均勻化過(guò)程中,在過(guò)剩相溶解時(shí),固溶體體積縮小。這是因?yàn)樵影霃捷^小的銅或鋅從晶界處的過(guò)剩相向鋁固溶體中的遷移導(dǎo)致了固溶體晶格常數(shù)的降低,從而縮小了樹枝晶的體積,富余體積被氣體填充形成氣泡。二是合金化元素的原子(如鎂和硅)和鋁原子之間擴(kuò)散速度差別較大,使得合金化元素的原子很快從晶界的過(guò)剩相向固溶體遷移并溶解到固溶體中,而鋁原子的遷移速度小得多,來(lái)不及填充合金化元素原子遷移走后留下的孔穴,為氣泡的形成創(chuàng)造了條件。這就是有名的肯科達(dá)爾效應(yīng)。
防止氣泡的根本方法是:完善強(qiáng)化精煉措施,降低鑄錠中的氫含量;防止過(guò)燒;改善均勻化爐氣氣氛,在可能的條件下,改變加熱方式,采用電加熱。
三 縮孔
縮孔缺陷的原因:
鑄件在冷卻和凝固過(guò)程中,由于金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮,原來(lái)填滿鑄型的液態(tài)金屬,凝固后就不再能填滿,此時(shí)如果沒有液體金屬繼續(xù)補(bǔ)充的話,就會(huì)出現(xiàn)收縮孔洞,稱之為縮孔。
網(wǎng)友觀點(diǎn);因?yàn)榫鶆蚧幚硎菫榱司鶆蚧瘜W(xué)成分,而均勻成分必須通過(guò)擴(kuò)散來(lái)進(jìn)行,溫度越高擴(kuò)散速度越大,故處理溫度很高,保溫時(shí)間很長(zhǎng),這樣雖然成分是均勻了,但是晶粒卻很粗大,會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能不好,所以均勻化處理以后,必須冷卻,通過(guò)相變,使粗大的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,由于有珠光體的形核過(guò)程,粗大的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的珠光體組織,在重新加熱進(jìn)行鍛軋時(shí),又一次產(chǎn)生珠光體向奧氏體的形核過(guò)程,晶粒進(jìn)一步細(xì)化,所以均勻化處理后必須需要一個(gè)冷卻的過(guò)程。否則,直接冷卻到熱軋所需的溫度直接熱軋的話,能源是省了,可是組織卻不合格,性能不好,還必須重新進(jìn)行熱處理來(lái)調(diào)整晶粒度,反而更耗費(fèi)能源了。